CN108291726A

CN108291726A - 空调机

Info

Publication number: CN108291726A
Application number: CN201680065420.5A
Authority: CN
Inventors: 今道统也
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-11-24
Filing date: 2016-11-24
Publication date: 2018-07-17
Also published as: JPWO2017090671A1; US20180328384A1; EP3382289B1; EP3382289A4; WO2017090671A1; EP3382289A1; HK1254932A1; JP6433606B2

Abstract

空调机包括送风装置(1)和热交换装置(2)。送风装置(1)具有：离心风扇(11)；以及第一筐体(13)，上述第一筐体(13)设有吸入口(13a)和排出口(13b)。热交换装置(2)具有：长条的加热元件(21)；以及第二筐体(22)，上述第二筐体(22)设有导入口(22a)和排出口(22b)。第二筐体(22)构成为使从导入口(22a)导入到内部的空气流沿加热元件(21)的长边方向扩散。

Description

空调机

技术领域

本发明涉及空调机。

背景技术

提出过一种空调机，包括：送风装置，上述送风装置具有离心风扇；以及热交换装置，上述热交换装置具有热交换部件并对从送风装置排出的空气进行加热或冷却(参照专利文献1)。在这种空调机中，热交换装置的热交换部件一般配置成位于从送风装置排出的空气的大部分流过的区域内。

在这种空调机中，为了增大空气与热交换部件的接触面积以提高热交换装置中的热交换效率，考虑在从送风装置排出的空气的大部分流过的区域内，增加热交换部件的数量，或是采用使热交换部件的形状在上述区域内折回的形状。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2002－180995号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，在这种情况下，热交换装置中的风路阻力会变大，从空调机送出的空气的流速会降低，存在无法在空调对象空间内实现高效的空气调节的担忧。此外，若为了提高热交换效率而在从送风装置排出的空气的大部分流过的区域内增加热交换部件的数量，则空调机会与热交换部件的增加数量相应地大型化。

本发明鉴于上述情况而作，其目的在于提供一种热交换效率高且小型的空调机。

解决技术问题所采用的技术方案

为了实现上述目的，本发明的空调机包括：送风装置，上述送风装置具有离心风扇以及第一筐体，上述第一筐体对上述离心风扇进行收纳，并在上述离心风扇的转轴方向上的与上述离心风扇相对的位置处设有吸入口，且在周壁的、和上述离心风扇的上述转轴正交的方向上与上述离心风扇相对的位置处设有排出口；以及热交换装置，上述热交换装置具有热交换部件和第二筐体，上述第二筐体对上述热交换部件进行收纳，并设有导入口和排出口，其中，上述导入口用于将从上述离心风扇的上述排出口排出的空气导入至内部，上述排出口用于将导入到内部并通过上述热交换部件而被热交换后的空气向外部排出，上述第二筐体构成为使从上述导入口导入到内部的空气流沿上述热交换部件的长边方向扩散。

发明效果

根据本发明，第二筐体构成为使从导入口导入到内部的空气流沿热交换部件的长边方向扩散。藉此，能增加热交换部件中与从导入口导入的空气接触的部位在热交换部件的长边方向上的长度，因此，能提高热交换装置中的热交换效率，同时能防止热交换装置中的风路阻力的增大。藉此，能实现空调对象空间内的高效的空气调节。此外，由于能在不增加热交换部件的数量的情况下提高热交换装置中的热交换效率，因此，能实现热交换效率高且小型的空调机。

附图说明

图1A是本发明实施方式1的空调机的剖视图。

图1B是实施方式1的空调机的侧视图。

图2A是比较例的空调机的剖视图。

图2B是比较例的空调机的侧视图。

图3是本发明实施方式2的空调机的剖视图。

图4是本发明实施方式3的空调机的剖视图。

图5A是本发明变形例的空调机的剖视图。

图5B是沿图5A的A-A’线局部切断后的侧视图。

图6是本发明变形例的空调机的局部切断后的侧视图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明空调机的实施方式进行详细说明。

(实施方式1)

本实施方式的空调机装设于铁路车辆上。如图1A和图1B所示，所述空调机包括送风装置1和热交换装置2。送风装置1具有：离心风扇11；第一筐体(第一筐体)13，上述第一筐体13对离心风扇11进行收纳；轴14；以及马达15，上述马达15对离心风扇11进行驱动。

如图1A的箭头AR1所示，通过使离心风扇11绕转轴J1旋转，从而如图1A的箭头AR2所示，将从离心风扇11的转轴J1方向的单侧吸入的空气朝与转轴J1正交的方向排出。离心风扇11经由轴14而与马达15连接。另外，以下，适当地将离心风扇11的转轴J1方向设为Z轴方向，将与转轴J1方向正交且沿送风装置1与热交换装置2并排的方向设为X轴方向，将与Z轴方向和X轴方向正交的方向设为Y轴方向来进行说明。

第一筐体13是扁平的箱状，由外形相同且在Z轴方向上彼此相对的主壁13c、13d和将主壁13c、13d之间的区域包围的侧壁13e构成。离心风扇11在其转轴J1沿第一筐体13的厚度方向的状态下配置于第一筐体13的内侧。在第一筐体13的主壁13c的与离心风扇11相对的位置设有吸入口13a。此外，在第一筐体13的侧壁13e的一部分设有排出口13b。在主壁13d设有用于使轴14插通的孔13f。

马达15相对于第一筐体13配置于沿转轴J1的一方向侧。

如图1B所示，热交换装置2具有十二个作为热交换部件的加热元件21以及第二筐体22，上述第二筐体22对加热元件21进行收纳。加热元件21由使用了电阻丝的发热体构成。加热元件21呈长条状，经由设于加热元件21长边方向的两个端部的连接部21a从外部接受电力供给。上述加热元件21配置成加热元件21的长边方向与离心风扇11的转轴J1平行。此外，加热元件21的一部分配置于在送风装置1为单体的情况下预测从第一筐体13的排出口13b排出的空气的大部分流过的区域A1的外侧。上述区域A1包括在离心风扇11的转轴J1方向(Z轴方向)上的第一筐体13的排出口13b的端缘，相当于由与离心风扇11的转轴J1正交的两个假想面PL1、PL2夹住的区域。此外，加热元件21的一部分在Z轴方向上比离心风扇11更朝马达15一侧伸出。

第二筐体22是扁平的长方体状，并由在X轴方向上彼此相对的主壁22c、22d、在Z轴方向上彼此相对的一对侧壁22e以及在Y轴方向上彼此相对的一对侧壁22h构成。在两个主壁22c、22d中配置于送风装置1一侧的主壁22c设有导入口22a，上述导入口22a用于将从送风装置1的排出口13b排出的空气导入第二筐体22内部。此外，在两个主壁22c、22d中的与送风装置1一侧相反侧的主壁22d设有排出口22b，上述排出口22b用于将导入第二筐体22内部并通过加热元件21进行热交换后的空气朝外部排出。此外，第二筐体22的一部分在Z轴方向上比离心风扇11更朝马达15一侧伸出。

导入口22a设于主壁22c在第二筐体22长边方向上的一个端部，排出口22b设于主壁22d在第二筐体22长边方向上的另一个端部。即，排出口22b设置在从与加热元件21的长边方向正交的方向观察时相对于导入口22a在加热元件21的长边方向上偏移的位置处。藉此，如图1A的箭头AR3所示，从导入口22a导入的空气沿加热元件21的长边方向朝区域A1的外侧流动，并如图1A的箭头AR4所示从排出口22b向外部排出。

在主壁22c的长边方向上的位于与导入口22a侧相反一侧的端部设有倾斜部22f，上述倾斜部22f以随着远离导入口22a而靠近主壁22d一侧的方式倾斜。此外，在主壁22d的长边方向上的位于与排出口22b侧相反一侧的端部设有倾斜部22g，上述倾斜部22g以随着远离排出口22b而靠近主壁22c一侧的方式倾斜。藉此，在从导入口22a直接进入第二筐体22内的方向上流动的空气的一部分会与倾斜部22g碰撞而被导向排出口22b。此外，从导入口22a朝与上述导入口22a侧相反一侧的端部的方向在第二筐体22内流动的空气的一部分会与倾斜部22f碰撞而被导向排出口22b。

这样，在第二筐体22中，排出口22b设于相对于导入口22a在加热元件21的长边方向上偏移的位置处，并且倾斜部22f、22g设于主壁22c、22d。藉此，从导入口22a导入的空气能扩散到第二筐体22整个内部流动，并在与各加热元件21整体接触进行热交换之后从排出口22b排出。

此外，加热元件21和第二筐体22各自的一部分在转轴J1方向上比离心风扇11更朝马达15一侧伸出。

接着，一边与比较例进行对比，一边对本实施方式的空调机的特征进行说明。如图2A和图2B所示，在比较例的空调机中，十二个棒状的加热元件1021配置于在送风装置1为单体的情况下预测从第一筐体13的排出口13b排出的空气的大部分流过的区域A10的内侧。更详细而言，十二个加热元件1021在各自的长边方向与离心风扇11的转轴J1正交的方向平行的状态下配置成如下形状，即在离心风扇11的转轴J1方向(Z轴方向)上并排两个，在与离心风扇11的转轴J1以及加热元件1021的长边方向正交的方向(X轴方向)上并排六个的形状。区域A10包括在离心风扇11的转轴J1方向(Z轴方向)上的第一筐体13的排出口13b的端缘，相当于由与离心风扇11的转轴J1正交的两个假想面PL11、PL12夹住的区域。

第二筐体1022在X轴方向上的长度L10设定为能收纳在X轴方向上并排的六个加热元件1021的程度的长度。

另一方面，如图1A和图1B所示，在本实施方式的空调机中，十二个加热元件21在各自的长边方向与离心风扇11的转轴J1平行的状态下，配置成在Y轴方向上并排六个、在X轴方向上并排两个的形状。此外，第二筐体22在X轴方向上的长度L1设定为能收纳在X轴方向上并排的两个加热元件21的程度的长度。即，第二筐体22在X轴方向上的长度L1比图2A和图2B所示的比较例中的第二筐体1022在X轴方向上的长度L10小。因而，本实施方式的空调机与比较例的空调机相比，能使整体在X轴方向上的长度缩短第二筐体22在X轴方向上的长度的量，进而与比较例的空调机相比，能实现小型化。

如以上说明的那样，在本实施方式的空调机中，第二筐体22构成为使从导入口22a导入到内部的空气流沿加热元件21的长边方向扩散。藉此，能增加加热元件21的与从导入口22a导入的空气接触的部位在加热元件21的长边方向上的长度，因此，能提高热交换装置2中的热交换效率。这样，能在不增加加热元件21的数量的情况下提高热交换装置2中的热交换效率，因此，能防止热交换装置2中的风路阻力增大，从而抑制从空调机送出的空气的流速降低。因而，能实现空调对象空间内的高效的空气调节。此外，由于能在不增加加热元件21的数量的情况下提高热交换装置2中的热交换效率，因此，能实现热交换效率高且小型的空调机。

此外，在本实施方式的空调机中，排出口22b设于从与加热元件21的长边方向正交的方向观察时相对于导入口22a在加热元件21的长边方向上偏移的位置处。藉此，能通过比较简单的结构使从导入口22a导入到内部的空气流朝向加热元件21的长边方向，因此，能实现第二筐体22的结构简化。

另外，在本实施方式的空调机中，加热元件21和第二筐体22各自的一部分在转轴J1方向上比离心风扇11更朝马达15一侧伸出。藉此，能将马达15、加热元件21和第二筐体22密集配置在相对小的空间中，因此，能实现空调机整体的小型化。

(实施方式2)

如图3所示，本实施方式的空调机在热交换装置202具有中央部设有导入口222a的第二筐体222以及将第二筐体222的导入口222a覆盖的多孔构件223这一点上，与实施方式1有所不同。在上述热交换装置202中，由于多孔构件223的存在，因此，能使从导入口222a导入的空气的一部分以沿加热元件21的长边方向扩散的方式流动。另外，在图3中，对于与实施方式1相同的结构标注与图1A和图1B相同的符号。

第二筐体222是扁平的长方体状，并由在X轴方向上彼此相对的主壁222c、222d、在Z轴方向上彼此相对的一对侧壁222e和在Y轴方向上彼此相对的一对侧壁222h构成。导入口222a设置在配置于送风装置1侧的主壁222c的中央部。此外，在送风装置1侧相反一侧的主壁222d设有排出口222b。

多孔构件223由网孔构件构成，上述网孔构件由冲压金属、金属或树脂形成。

由于多孔构件223的存在，从送风装置1向第二筐体222的导入口222a排出的空气如图3的箭头AR23所示以朝区域A1的外侧扩散的方式流动。上述区域A1如实施方式1所说明的那样是在送风装置1为单体的情况下预测从第一筐体13的排出口13b排出的空气的大部分流过的区域。在此，从送风装置1向第二筐体222的导入口222a排出的空气的一部分以沿加热元件21的长边方向扩散的方式流动。此外，以沿加热元件21的长边方向扩散的方式流动的空气在加热元件21的整个长边方向上被热交换后，如图3的箭头AR24所示，从排出口222b向第二筐体222的外部排出。

本实施方式的空调机的多孔构件223将第二筐体222的导入口222a覆盖。藉此，与实施方式1相同，能增加加热元件21与从导入口222a导入的空气接触的部位在加热元件21的长边方向上的长度，因此，能提高热交换装置202中的热交换效率。

(实施方式3)

如图4所示，本实施方式的空调机在热交换装置302具有实施方式2中说明的第二筐体222和使导入第二筐体222的导入口222a的空气流朝加热元件21的长边方向倾斜的风向板323这一点上，与实施方式1有所不同。在上述热交换装置302中，由于风向板323的存在，从导入口222a导入的空气的一部分能以沿加热元件21的长边方向扩散的方式流动。另外，在图4中，对于与实施方式1、实施方式2相同的结构标注与图1A、图1B和图3相同的符号。

风向板323配置在第二筐体222内部的导入口222a附近。上述风向板323由金属或树脂形成。

由于风向板323的存在，能使从送风装置1的排出口13b向第二筐体222的导入口222a排出的空气如图4的箭头AR33所示以向区域A1的外侧扩散的方式流动。在此，从送风装置1向第二筐体222的导入口222a排出的空气的一部分以沿加热元件21的长边方向扩散的方式流动。此外，以沿加热元件21的长边方向扩散的方式流动的空气在加热元件21的整个长边方向上进行热交换后，如图4的箭头AR34所示，从排出口222b向第二筐体222的外部排出。

本实施方式的空调机的风向板323使导入第二筐体222的导入口222a的空气流朝加热元件21的长边方向倾斜。藉此，与实施方式1相同，能增加加热元件21中的与从导入口222a导入的空气接触的部位在加热元件21的长边方向上的长度，因此，能提高热交换装置302中的热交换效率。

(变形例)

以上，对本发明的各实施方式进行了说明，但本发明并不局限于上述各实施方式。如图5A和图5B所示，在热交换装置502中，第二筐体522的排出口522b也可以设置在第二筐体522的侧壁22h的区域A1外侧的位置。在这种情况下，从导入口22a导入的空气如图5A的箭头AR3所示向区域A1的外侧流动，并如图5B的箭头AR4所示从排出口522b向外部排出。

在本结构中也与实施方式1相同，能增加加热元件21中与从导入口22a导入的空气接触的部位在加热元件21的长边方向上的长度。因而，能提高热交换装置502中的热交换效率。

此外，在上述各实施方式中，对各加热元件21配置成与离心风扇11的转轴J1平行的例子进行了说明，但加热元件21的配置并不局限于此。如图6所示，也可以将热交换装置402的各加热元件421配置成平行于与离心风扇11的转轴J1正交的方向。在这种情况下，第二筐体422的排出口422b只要设于以夹着加热元件21的方式与第二筐体422的导入口422a相对并在从与加热元件21的长边方向正交的方向观察时相对于导入口422a在加热元件21的长边方向上偏移的位置处即可。

与实施方式1相同，第二筐体422是扁平的长方体状，由主壁422c、422d、在Z轴方向上相对的一对侧壁422e以及在Y轴方向上相对的一对侧壁422h构成。第二筐体422配置成第二筐体422的长边方向与离心风扇11的转轴J1正交的状态。导入口422a设于主壁422c在第二筐体422的长边方向上的一个端部，排出口422b设于主壁422d在第二筐体422的长边方向上的另一个端部。藉此，从导入口422a导入的空气以向区域A4的外侧扩散的方式流动。上述区域A4如实施方式1所说明的那样是在送风装置1为单体的情况下预测从第一筐体13的排出口13b排出的空气的大部分流过的区域。

藉此，从导入口422a导入的空气如图6的箭头AR43所示沿加热元件21的长边方向朝区域A4的外侧流动，并如图6的箭头AR44所示从排出口422b向外部排出。

此外，在主壁422c的长边方向上与导入口422a侧相反一侧的端部设有倾斜部422f，上述倾斜部422f以随着远离导入口422a而靠近主壁422d一侧的方式倾斜。此外，在主壁422d的长边方向上与排出口422b侧相反一侧的端部设有倾斜部422g，上述倾斜部422g以随着远离排出口422b而靠近主壁422c一侧的方式倾斜。藉此，与实施方式1相同，在从导入口422a直接进入第二筐体422内的方向流动的空气的一部分会与倾斜部422g碰撞而被导向排出口422b。此外，在第二筐体422内从导入口422a朝上述导入口422a侧相反一侧的端部的方向流动的空气的一部分会与倾斜部422f碰撞而被导向排出口422b。

通过本结构，也能增加加热元件21中与从导入口422a导入的空气接触的部位在加热元件21的长边方向上的长度。因而，能提高热交换装置402中的热交换效率。

关于上述实施方式1的热交换装置2，也可以是第二筐体22的导入口22a被实施方式2中说明的多孔构件覆盖的结构。此外，关于热交换装置2，也可以是在第二筐体22的导入口22a附近设有实施方式3中说明的风向板的结构。

在上述各实施方式中对热交换装置2包括加热元件21的例子进行了说明，但并不局限于此，热交换装置2也可以是包括填充有制冷剂的制冷剂管(未图示)以代替加热元件21的结构。在这种情况下，在热交换装置2中，从送风装置1导入到内部的空气被制冷剂管冷却后排出。

在上述各实施方式的送风装置1中，对轴14与马达15直接连接的例子进行了说明，但并不局限于此，轴14也可以经由减速器这种齿轮机构而连接于马达15。

以上，对本发明的各实施方式及其变形例(另外，包括书面记载的内容。下同)进行了说明，但本发明并不局限于此。本发明包括对实施方式及其变形例进行适当组合的方式、或是在其上加以适当改变后的方式。

本申请基于2015年11月24日提交申请的日本专利申请特愿2015－228983号。将日本专利申请特愿2015－228983号的说明书、权利要求书及附图整体以参见的形式纳入本说明书中。

(工业上的可利用性)

本发明能适用于装设于铁路车辆的空调机中。

(符号说明)

1 送风装置；

2、202、302、402、502 热交换装置；

11 离心风扇；

13 第一筐体；

13a 吸入口；

13b 排出口；

13c、13d、22c、22d、222c、222d、422c、422d 主壁；

13e、22e、22h、222e、222h、422e、422h 侧壁；

13f 孔；

14 轴；

15 马达；

21、421 加热元件；

21a 连接部；

22、222、322、422、522 第二筐体；

22a、222a、422a 导入口；

22b、222b、422b、522b 排出口；

22f、22g、422f、422g 倾斜部；

223 多孔构件；

323 风向板；

A1、A4 区域；

J1 转轴。

Claims

1.一种空调机，其特征在于，包括：

送风装置，所述送风装置具有离心风扇以及第一筐体，所述第一筐体对所述离心风扇进行收纳，并在所述离心风扇的转轴方向上与所述离心风扇相对的位置处设有吸入口，且在周壁的、和所述离心风扇的所述转轴正交的方向上与所述离心风扇相对的位置处设有排出口；以及

热交换装置，所述热交换装置具有热交换部件和第二筐体，所述第二筐体将所述热交换部件收纳，并设有导入口和排出口，其中，所述导入口用于将所述离心风扇的从所述排出口排出的空气导入至内部，所述排出口用于将导入到内部并通过所述热交换部件而被热交换后的空气向外部排出，

所述第二筐体构成为使从所述导入口导入到内部的空气流沿所述热交换部件的长边方向扩散。

2.如权利要求1所述的空调机，其特征在于，

所述排出口设于从与所述热交换部件的长边方向正交的方向观察时相对于所述导入口在所述热交换部件的长边方向上偏移的位置处。

3.如权利要求1或2所述的空调机，其特征在于，

所述送风装置还包括马达，所述马达配置于所述第一筐体的沿所述转轴的一个方向侧，并对所述离心风扇进行驱动，

所述热交换部件和所述第二筐体各自的至少一部分在所述转轴方向上比所述离心风扇更朝所述马达一侧伸出。

4.如权利要求1至3中任一项所述的空调机，其特征在于，

所述热交换装置还具有将所述第二筐体的所述导入口覆盖的多孔构件。

5.如权利要求1至4中任一项所述的空调机，其特征在于，

所述热交换装置还具有风向板，所述风向板使被导入所述第二筐体的所述导入口的空气流朝所述热交换部件的长边方向倾斜。